同样的玩具球，我该买红色的仍是绿色的？万一我买回来我的猫咪和狗狗不喜好那个颜色怎么办？相信绝大部门“铲屎官”都曾纠结过那个问题。
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但是我可能要告诉你，你家的“奴才”是不会介意玩具球是红是绿的，因为在它们眼中的世界里，那两个颜色没有什么区别。
01
猫狗竟是“色盲”？
不是说猫狗的视觉都很棒吗？为什么它们会分不清红色和绿色？其实我们那里要讲到的并非视觉，而是视觉的一个分收——关于颜色感知的才能。那种才能叫做“彩色视觉”，或者“色觉”、“辨色力”，是我们关于差别波长的光的感知才能。
白光颠末三棱镜，会被分拆成一条彩色的光谱，差别波长的光次序递次摆列，波长从长到短依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，当然不是简单的七种颜色，而是那些颜色之间存在着光滑的过渡，我们能看见的颜色远不行七种。
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我们之所以可以识别那种颜色的区别，是因为我们眼中的视锥细胞。它们负责把我们看到的颜色转化成神经激动，传递给大脑。我们的视网膜上有三种差别的视锥细胞，它们关于差别波长的光的敏感水平差别，传统上科学家们会根据它们波长敏感度峰值的挨次记做短（S-）、中（M-）和长（L-）型，通俗一点来说，一般就叫做蓝光、绿光和红光的受体了。恰是那三个受体互相拮抗、互相共同，才让我们看见了七彩的世界。
然而和人类比拟，猫和狗都少了一种视锥细胞，只要长短两型，别离对蓝紫色的光和黄绿色的光敏感。那种情状和人类中罹患红绿色盲的患者十分类似——他们欠缺中型或者长型视锥细胞中的一种，因而无法将红色与绿色区分隔来。当然，我们无法确知猫狗的彩色视觉能否会与实正的人类色盲一致，它们看到的彩虹是不是只是黄蓝二色的简单过渡，但至少玩具球到底是红色仍是绿色，它们应该是区分不出来的。
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不行色盲，猫狗仍是“色弱”患者，它们视网膜中色视锥细胞密度比人类中低良多，在视网膜关于色彩最敏感的地带——黄斑，狗的视锥细胞的密度只要人的非常之一摆布。
但是，我们不克不及说猫狗眼里的世界就是灰暗的，相反，它们的视野能够十分亮堂，即使在暗淡的情况里。与视锥细胞相对，我们的视网膜上还有一种光学感触感染器，叫视杆细胞。视杆细胞固然没有识别颜色的才能，但是关于光线愈加敏感，我们在夜里可以看见工具完全拜其所赐。在猫狗的视网膜上散布着比人类多得多的视杆细胞，那也是为什么在关灯之后，它们仍然能在乌黑的房间里娴熟地跑酷。
02
来自鸟类的“降维冲击”
在我们同情猫狗眼里的世界不敷多彩的时候，窗口的麻雀们也同情着我们。
若是说我们人类是“三色视觉者”，那么绝大大都鸟类都是“四色视觉者”。和人类比拟，鸟类除了有红绿蓝三类颜色受体之外，还有一类响应更短波长的视锥细胞，在大部门鸟类中，它们的响应峰值以至落到了紫外线的范畴里。
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新的视锥细胞的存在，让鸟类关于颜色的感知增加了一个维度。若是说红黄蓝三色的混合尚且能够在一个平面上表示，四色的混合就只能在三维空间里表示了。我们眼中灰扑扑的物体，可能在鸟类的眼里光芒耀眼，就像是狗狗眼里黄色的工具，我们看起来大红大绿一样。
并且在鸟类的视锥细胞中还有一种高级的构造，是我们哺乳动物中所没有的。在鸟类视锥细胞内实正的颜色感触感染器之前，还有一个小小的油滴，那个油滴可能被高浓度的类胡萝卜素染成黄色到红色，从而起到一个滤镜的感化，让视锥细胞的色彩识别愈加切确而特异。在鸟类的视锥细胞中，科学家总共发现了六种差别颜色的小液滴，包罗一种接近无色通明的。
在差别的鸟类中，视锥细胞中的油滴品种是显著差别的。并且亲缘关系甚远的物种之间可能反而有着更附近的油滴品种散布——若是它们所处的生态位愈加近似的话。或许那是因为，在天然选择的压力下，油滴的改动比视锥细胞的改动能够来得更快。
当然，鸟类中也有破例。猫头鹰的视网膜里视锥细胞的数量十分少，绝大部门都是感触感染暗光的视杆细胞，所以猫头鹰的视觉很有可能是接近单色的——那点却是和猫殊途同归了。
03
壁虎的多彩夜生活？
在高分辩率和色彩之间，良多夜行性动物——包罗猫和猫头鹰——都选择了前者。但是壁虎却表达：“我全都要。”
头盔守宫（Tarentola chazaliae），一种夜行性的壁虎，在暗淡的月光下关于色彩的识别才能是同等前提下人的 350 倍。在它们的视网膜上，竟然一个关于暗光敏感的视杆细胞都没有，密密麻麻排布的全是三种对差别波长光线敏感的视锥细胞（固然同是三种，但并非人类中的红绿蓝三类，而是绿色、蓝色加上紫外）。
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壁虎眼睛优良的光学性能使得它们可以在夜间感触感染世界的多彩，它们眼底的视锥细胞也又大又密。科学家揣测说可能是日行性蜥蜴的一收找到了一个适宜它们的夜行性生态位，为了适应新的情况，它们不能不革新存在先本性缺陷的视觉系统，用更好的光学系统和更凶猛的视锥细胞来克制视杆细胞缺失带来的费事，最初效果看起来还不错。
04
硬件不敷，算法来凑
乌贼、章鱼那些头足动物的眼睛和我们的眼睛看似构造附近，但其实二者是别离独立演化出来的——眼睛在演化学汗青上独立呈现了良多次，究竟结果它太好用了。
从某种水平上来说，乌贼的眼睛比脊椎动物的愈加“合理”。脊椎动物的视觉神经纤维位于视网膜的前侧，那些神经聚集成束，穿过视网膜走向视神经的时候，会在视网膜上留下一个无法感光的“盲点”；而乌贼和章鱼的视觉神经纤维位于视网膜的后侧，间接无缝聚成视神经，完全不影响成像。
脊椎动物（左）和章鱼（右）的眼内构造，能够看到章鱼的视觉神经纤维位于视网膜的后侧。图中 1 为视网膜，2 为视觉神经纤维，3 为视神经，4 为脊椎动物的视觉盲区。图片来源：维基百科
但是它们的眼睛也不是没有问题，头足动物眼睛里的光学感触感染器只要一种，也就是说只能看到黑白和灰度，几乎活得还不如狗。可是若是你关于乌贼的变色习性略微有一些领会的话，你就很难不心生疑问：它看不见颜色，是如何把本身的颜色变得和情况一样，又何需要在同样是色盲的异性面前夸耀本身的多彩——明明是鱼类天敌会更容易看见？
面临如许的矛盾，科学家指出，乌贼章鱼们可能也是会有彩色视觉的，奥秘就藏在它们奇形怪状的瞳孔上。
脊椎动物的瞳孔大大都是圆形的，如许的瞳孔便利让光线聚焦在一点上，获得愈加明晰的图像。而乌贼们的瞳孔完全反其道而行，U形的、W形的所在多有，如许的瞳孔很难在视网膜上构成简单明晰的影响，而会因为光线波长的纷歧致，在图像的边沿构成多彩的晕影。
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只要有足够的“算力”，那些晕影的图样能够切确地复原出物体自己的颜色，当然那对颜色自己也有必然的要求。若是是单一的颜色，或者明度附近的两个颜色，它们难以构成明显的晕影，那也是为什么有一部门研究报导说乌贼没有彩色视觉；乌贼擅长识此外其实是明暗接壤处的色彩，也就是我们的相机碰着紫边问题时不异的场景。
05
彩色视觉最复杂的竟然是……
螳螂虾，或者说虾蛄（Stomatopoda 目标成员们），可能是地球上彩色视觉最复杂的一群动物了，因为它们拥有多达 12 到 16 种差别的光学感触感染器。我们完全无法想象它们眼里的彩虹是什么样的炸裂效果，且不说十几维的可见光紫外光混合，它们以至还能感知到圆偏振光——它们至今仍然是独一拥有那种特殊才能的类群。
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如斯复杂的彩色视觉，一方面能够为它们小小的脑子节约贵重的算力，一方面也为它们供给了愈加丰硕的奥秘沟通体例。每个住着虾蛄的洞的门口可能都写着大大的“有人勿扰”，只不外它们的天敌、猎物，以及我们，都看不见罢了。
每种动物都有着它们生成差别的感知世界的办法，强行套用我们的视界，对我们对它们，其实都是毫无需要的庞大承担。所以红球和绿球，无妨买一个本身喜好的颜色，不消过于站在对方的视角；又或者，都买回来，看看奴才本身会更喜好哪一个？
做者｜老猫
审核｜黄乘明 中国科学院动物研究所研究员
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